Instytut Wysokich Ciśnień

W zglobalizowanym świecie XXI wieku wiarygodny opis ewolucji globalnej populacji nabiera coraz większego znaczenia. Analiza literatury tematu pokazuje, że problem globalnej populacji staje się jednym z ważniejszych wyzwań poznawczych.

Najnowsza publikacja A. A. Sojecka and A. Drozd Rzoska „Global population: from Super−Malthus behavior to Doomsday criticality” [Scientific Reports 14 (2024) 9853] https://doi.org/10.1038/s41598-024-60589-3 ukazuje innowacyjną, modelową analizę ewolucji globalnej populacji wykorzystującą metodologię, oryginalnie opracowaną przez dr hab. Aleksandrę Drozd-Rzoskę, prof IWC PAN, dla dynamiki złożonych układów miękkiej materii, w szczególności dla cieczy przechłodzonych i szkieł oraz cieczy superkrytycznych.

Praca dyskutuje zmiany globalnej populacji od początku Holocenu (10 000 BC) do roku 2023 za pomocą dwóch równań skalujących określonych jako relacje Super-Malthus’owskie (SM). SM-1 to ‘potęgowa’ zależność wykładnicza:

P(t)=P₀exp[+/-(t/t)]^b,

SM-2 to relacja z zależnym od czasu współczynnikiem wzrostu populacji r(t) lub alternatywnie czasu relaksacji t(t) = 1/r(t):

P(t)=P₀exp[r(t)xt) = P₀exp[t/t(t)].

Dane dotyczące globalnej populacji z kilku źródeł zostały przygotowane za pomocą filtrowania numerycznego dla uzyskania ich ‘analitycznej charakterystyki’, umożliwiającej różniczkową’ i czułą na subtelne odstępstwa analizę. Test dla równania SM-1 ujawnił jakościową zmianę trendu globalnej populacji około roku 1970 (populacja: ~3 miliardy): od ‘skompresowanych’ zmian eksponencjalnych (b>1) do tzw. rozmytej relaksacji (b<1). Dla równania SM-2 pokazano liniowe zmiany czasu relaksacji  w okresie Rewolucji Przemysłowych, począwszy od roku 1700. Prowadzi to do opisu globalnej populacji na bazie relacji charakterystycznej dla tzw. ograniczonej (‘constrained’) krytyczności  P(t)=P₀exp[b't/T_C-t)], gdzie T_C ~ 2216 to ekstrapolowany rok osiągnięcia hipotetycznej, anomalnej nieskończonej populacji. Pokazano także łącznik do słynnej pracy [von Foerster et al. Science 132 (1960) 1291), przewidującej tzw. ‘hiperbolic Doomsday’.

Wyniki omówiono w kontekście: *fizyki układów złożonych; *rozkładu Weibull’a w teorii wartości ekstremalnych; *znaczących zagadnień historycznych i prehistorycznych ujawnionych w wyniku w/w analizy. Wskazano istotność wiarygodnego określenia zmian globalnej populacji dla skutecznego globalnego zarządzania w obecnym, zglobalizowanym świecie.

Praca wskazuje, że globalne zmiany populacji mogą mieć charakter niemonotoniczny, co może stanowić istotny problem w długoterminowym prognozowaniu deterministycznym. W pracy zastosowano wrażliwą na subtelne odstępstwa od relacji modelowych analizę danych, co jest związane z konsekwentnym stosowaniem metodyki ‘bottom up’, dotąd rzadko wykorzystywanej. Przedstawiono przewidywane wartości globalnej populacji do roku 2100.